如何使用 Visual C# 加密和解密文件

本文引入的命名空间：

System.IO
System.Security
System.Security.Cryptography
本文介绍如何使用 Microsoft .NET Framework 提供的加密类对文本文件进行加密以使其处于不可读状态，然后再对该信息进行解密，以恢复到原来的格式。
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要求
下面列出了推荐使用的硬件、软件、网络架构以及所需的 Service Pack：
Microsoft Windows 2000 Professional、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server、Windows NT 4.0 Server 或 Microsoft Windows XP Professional
Microsoft Visual Studio 2005 或 Microsoft Visual Studio .NET
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加密和解密
Microsoft .NET Framework 中的 System.Security.Cryptographic 命名空间提供了多种帮助您加密和解密的工具。CryptoStream 类就是所提供的诸多类中的一个。CryptoStream 类设计用于在内容以流的形式输出到文件时加密和解密内容。
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加密文件
要加密文件，请按照下列步骤操作：
启动 Visual Studio 2005 或 Visual Studio .NET。
单击“项目”下的“Visual C#”，然后单击“模板”下的“控制台应用程序”。Visual C# .NET 为您创建一个静态类，以及一个空的 Main() 过程。
对以下命名空间使用 using 语句（如以下示例代码中所示）：
System
System.Security
System.Security.Cryptography
System.Text
System.IO
这样，在后面的代码中就不必从这些命名空间中限定声明了。这些语句必须位于任何其他声明之前。
using System;
using System.IO;
using System.Security;
using System.Security.Cryptography;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

生成密钥以加密和解密数据。DESCryptoServiceProvider 基于一种对称加密算法。对称加密需要密钥和初始化矢量 (IV) 来加密数据。要解密该数据，您必须拥有此同一密钥和 IV。您还必须使用相同的加密算法。您可以使用下列方法之一生成密钥：
方法 1 您可以提示用户输入密码。然后，将此密码用作密钥和 IV。
方法 2 当您创建对称加密类的新实例时，将为会话自动创建一个新的密钥和 IV。使用由受管理的对称加密类生成的密钥和 IV 来加密和解密文件。

有关如何生成和分发密钥的更多信息，请参见 Microsoft .NET Framework SDK 文档，或访问以下 Microsoft Developer Network (MSDN) 网站：
生成加密密钥和解密密钥
http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/zh-cn/cpguide/html/cpcongeneratingkeysforencryptiondecryption.asp (http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/zh-cn/cpguide/html/cpcongeneratingkeysforencryptiondecryption.asp)
添加以下函数为会话生成一个新的密钥（按照步骤 4 的方法 2 中的说明)：
// Call this function to remove the key from memory after use for security.
[System.Runtime.InteropServices.DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="RtlZeroMemory")]
public static extern bool ZeroMemory(ref string Destination, int Length);

// Function to Generate a 64 bits Key.
static string GenerateKey()
{
// Create an instance of Symetric Algorithm. Key and IV is generated automatically.
DESCryptoServiceProvider desCrypto =(DESCryptoServiceProvider)DESCryptoServiceProvider.Create();

// Use the Automatically generated key for Encryption.
return ASCIIEncoding.ASCII.GetString(desCrypto.Key);
}

在您的类中创建一个命名为 EncryptFile 的方法。EncryptFile 类必须具有以下 3 个参数：
sInputFilename
sOutputFilename
sKey（用于加密和解密文件的密钥。）
static void EncryptFile(string sInputFilename,
  string sOutputFilename,
  string sKey)

在 EncryptFile 过程中，创建一个输入 FileStream 对象和一个输出 FileStream 对象。这些对象可以从目标文件中读取和向其中写入。
FileStream fsInput = new FileStream(sInputFilename,
    FileMode.Open,
    FileAccess.Read);

FileStream fsEncrypted = new FileStream(sOutputFilename,
    FileMode.Create,
    FileAccess.Write);

声明一个 DESCryptoServiceProvider 类的实例。这表示对文件使用的实际加密和解密技术。此时，如果您更喜欢使用 RSAsecutiry 或另一种加密技术，则可以创建一个不同的提供程序。
DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();

必须以字节数组的形式给加密提供程序提供密钥。System.Text 命名空间提供了一个名为 GetBytes() 的函数。GetBytes() 函数的编码特征之一是，它取一个字符串，然后返回一个字节数组。各种加密技术采用的密钥长度是不相同的。例如，数据加密标准 (DES) 使用等于 8 个字节或 8 个字符的 64 位密钥。

如果您不提供密钥，提供程序就会随机生成一个密钥。这将成功地加密文件，但是无法解密文件。请注意，您还必须提供初始化矢量 (IV)。该值用作加密的一部分。与密钥相似，如果您未提供 IV，提供程序就会随机生成一个。由于该值对于加密和解密必须相同，所以不能让提供程序随机生成这些值。
DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

创建一个 CryptoStream 类的实例，方法是：使用加密提供程序获得一个加密对象（CreateEncryptor），并将现有的输出 FileStream 对象作为构造函数的一部分。
ICryptoTransform desencrypt = DES.CreateEncryptor();
CryptoStream cryptostream = new CryptoStream(fsEncrypted,
     desencrypt,
     CryptoStreamMode.Write);

读入输入文件，然后写出到输出文件。传递 CryptoStream 对象，文件将使用您提供的密钥加密。
byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length - 1];
fsInput.Read(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);
cryptostream.Write(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length);

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解密文件
要解密文件，请按照下列步骤操作：
创建一个方法，然后将它命名为 DecryptFile。解密过程与加密过程相似，但 DecryptFile 过程与 EncryptFile 过程有两个关键区别。
CryptoStream 对象是使用 CreateDecryptor 而非 CreateEncryptor 创建的，这将指定对象的使用方式。
在将解密的文本写入到目标文件时，CryptoStream 对象现在是源，而不是目标流。
static void DecryptFile(string sInputFilename,
                 string sOutputFilename,
                 string sKey)
{
DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider();
//A 64 bit key and IV is required for this provider.
//Set secret key For DES algorithm.
DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);
//Set initialization vector.
DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey);

//Create a file stream to read the encrypted file back.
FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename,
                             FileMode.Open,
                             FileAccess.Read);
//Create a DES decryptor from the DES instance.
ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor();
//Create crypto stream set to read and do a
//DES decryption transform on incoming bytes.
CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread,
                                           desdecrypt,
                                           CryptoStreamMode.Read);
//Print the contents of the decrypted file.
StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename);
fsDecrypted.Write(new StreamReader(cryptostreamDecr).ReadToEnd());
fsDecrypted.Flush();
fsDecrypted.Close();
}

将以下几行添加到 Main() 过程，以调用 EncryptFile 和 DecryptFile：
static void Main()
{
      // Must be 64 bits, 8 bytes.
      // Distribute this key to the user who will decrypt this file.
      string sSecretKey;

      // Get the key for the file to encrypt.
      sSecretKey = GenerateKey();

// For additional security pin the key.
      GCHandle gch = GCHandle.Alloc( sSecretKey,GCHandleType.Pinned );

      // Encrypt the file.
      EncryptFile(@"C:/MyData.txt",
         @"C:/Encrypted.txt",
         sSecretKey);

// Decrypt the file.
      DecryptFile(@"C:/Encrypted.txt",
         @"C:/Decrypted.txt",
         sSecretKey);

// Remove the key from memory.
      ZeroMemory(gch.AddrOfPinnedObject(), sSecretKey.Length * 2);
      gch.Free();
}

保存文件。运行您的应用程序。确保输入文件名使用的路径指向一个现有文件。
测试过程
用一个文本文件 (.txt) 测试此代码，确认它可对此文件进行正确的加密和解密。确保将文件解密到一个新文件（如本文中的 Main() 过程中所示），而不是解密到原来的文件中。检查解密后的文件，然后与原文件进行比较。
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完整代码列表

using System; using System.IO; using System.Security; using System.Security.Cryptography; using System.Runtime.InteropServices; using System.Text; namespace CSEncryptDecrypt { class Class1 { // Call this function to remove the key from memory after use for security [System.Runtime.InteropServices.DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="RtlZeroMemory")] public static extern bool ZeroMemory(IntPtr Destination, int Length); // Function to Generate a 64 bits Key. static string GenerateKey() { // Create an instance of Symetric Algorithm. Key and IV is generated automatically. DESCryptoServiceProvider desCrypto =(DESCryptoServiceProvider)DESCryptoServiceProvider.Create(); // Use the Automatically generated key for Encryption. return ASCIIEncoding.ASCII.GetString(desCrypto.Key); } static void EncryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey) { FileStream fsInput = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read); FileStream fsEncrypted = new FileStream(sOutputFilename, FileMode.Create, FileAccess.Write); DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider(); DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); ICryptoTransform desencrypt = DES.CreateEncryptor(); CryptoStream cryptostream = new CryptoStream(fsEncrypted, desencrypt, CryptoStreamMode.Write); byte[] bytearrayinput = new byte[fsInput.Length]; fsInput.Read(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length); cryptostream.Write(bytearrayinput, 0, bytearrayinput.Length); cryptostream.Close(); fsInput.Close(); fsEncrypted.Close(); } static void DecryptFile(string sInputFilename, string sOutputFilename, string sKey) { DESCryptoServiceProvider DES = new DESCryptoServiceProvider(); //A 64 bit key and IV is required for this provider. //Set secret key For DES algorithm. DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); //Set initialization vector. DES.IV = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sKey); //Create a file stream to read the encrypted file back. FileStream fsread = new FileStream(sInputFilename, FileMode.Open, FileAccess.Read); //Create a DES decryptor from the DES instance. ICryptoTransform desdecrypt = DES.CreateDecryptor(); //Create crypto stream set to read and do a //DES decryption transform on incoming bytes. CryptoStream cryptostreamDecr = new CryptoStream(fsread, desdecrypt, CryptoStreamMode.Read); //Print the contents of the decrypted file. StreamWriter fsDecrypted = new StreamWriter(sOutputFilename); fsDecrypted.Write(new StreamReader(cryptostreamDecr).ReadToEnd()); fsDecrypted.Flush(); fsDecrypted.Close(); } static void Main() { // Must be 64 bits, 8 bytes. // Distribute this key to the user who will decrypt this file. string sSecretKey; // Get the Key for the file to Encrypt. sSecretKey = GenerateKey(); // For additional security Pin the key. GCHandle gch = GCHandle.Alloc( sSecretKey,GCHandleType.Pinned ); // Encrypt the file. EncryptFile(@"C:/MyData.txt", @"C:/Encrypted.txt", sSecretKey); // Decrypt the file. DecryptFile(@"C:/Encrypted.txt", @"C:/Decrypted.txt", sSecretKey); // Remove the Key from memory. ZeroMemory(gch.AddrOfPinnedObject(), sSecretKey.Length * 2); gch.Free(); } } }
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